ロイター
2024年7月25日 13時58分（日本時間）
ワシントン（ロイター） — 地球に最も近い２つの褐色矮星（惑星より大きく恒星より小さい天体）の天気予報が届いた。控えめに言っても、厳しい天気だ。猛暑で、大気中には有毒な化学物質のカクテルが渦巻き、サハラ砂漠の砂嵐のようにケイ酸塩粒子の雲が吹き荒れている。
研究者たちはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測を利用して、褐色矮星、具体的には宇宙基準では非常に近い地球から約6光年の距離を周回する一対の褐色矮星の大気の状態を詳細に調査した。
ウェッブのデータは、褐色矮星の自転の過程で天候がどのように変化するかを3次元的に示しており、2つの褐色矮星のうち大きいほうは7時間、小さいほうは5時間かかり、大気の深さの異なる場所に複数の雲の層が見られる。
どちらの惑星も大気は主に水素とヘリウムで構成されており、微量の水蒸気、メタン、一酸化炭素が含まれています。雲頂の温度は約 925 度で、ろうそくの炎と同程度です。
「この研究では、これまでの褐色矮星の中で最も詳細な『天気図』を作成した」と、7月15日に科学誌「Monthly Notices of the Royal Astronomical Society」に掲載された研究の筆頭著者で、エディンバラ大学天文学研究所の天文学者ベス・ビラー氏は述べた。
褐色矮星は恒星でも惑星でもなく、その中間に位置する。褐色矮星は、その純粋な熱によって自ら光を発している。「火の中の残り火が、その熱さゆえに赤く光るのと同じようなものです」とビラー氏は言う。研究者たちがウェッブで観測したのは、まさにその光だった。恒星とは異なり、褐色矮星では中心核で核融合は起こっていない。
「惑星と同様だが恒星と異なり、褐色矮星も大気中の沈殿物からできた雲を持つことがある。しかし、地球には水の雲があるが、褐色矮星の雲ははるかに高温で、おそらく高温のケイ酸塩粒子でできている。非常に高温のサハラ砂漠の砂嵐のようなものだ」とビラー氏は語った。
現在の科学的見解では、褐色矮星は恒星と同様に巨大なガスと塵の雲から形成されるが、核融合を点火するのに十分な質量には達していない。褐色矮星の構成は、太陽系最大の惑星である木星のような巨大ガス惑星に似ている。褐色矮星の質量は木星の質量の最大 80 倍である。比較すると、太陽の質量は木星の約 1,000 倍である。
ウェッブ氏が調査した2つの褐色矮星は約5億年前に形成された。それぞれの直径は木星に匹敵する。一方は木星の35倍、もう一方は30倍の質量がある。
ウェッブは、さまざまな大気の特徴が視界に入ったり消えたりするにつれて、その光がどのように変化するかを認識しました。
「両天体の高速自転は気象パターンの形成に役立っており、実際に雲頂構造を直接見ることができれば、木星のように大赤斑のような帯状構造や渦巻き模様が見えるだろう」とビラー氏は語った。
「将来的には、同様の技術が、居住可能な可能性のある太陽系外惑星の気象を研究するために使われる可能性がある」とビラー氏は太陽系外の惑星に言及して付け加えた。
褐色矮星は比較的よく見られる。太陽系外惑星は 5,000 個以上知られているが、褐色矮星は約 1,000 個知られている。
ウェッブ望遠鏡は主に赤外線で宇宙を観測するが、その前身であるハッブル宇宙望遠鏡は主に可視光線と紫外線の波長で観測する。
「褐色矮星の大気は非常に複雑です。ウェッブは前例のない波長範囲と感度を提供することで、これらの大気を理解する能力を大きく前進させます」と、アイルランドのダブリン大学トリニティ・カレッジの天文学者で研究の共著者であるヨハンナ・フォスは語った。
「これらの異なる波長により、大気の非常に深いところから非常に浅いところまでを監視でき、大気の全範囲を包括的に観察することができます」とヴォス氏は付け加えた。
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